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By Paola Lazari de Aguiar

A indústria automobilística, principalmente, tem exigido o desenvolvimento de novos materiais que permitam a redução do peso dos veículos devido ao impacto do peso no consumo de combustíveis e emissão de poluentes. Assim, novos estudos têm sido realizados visando a redução da densidade dos aços através de adições consideráveis de alumínio. Neste contexto, este trabalho discute e revê a possibilidade de projetar aços contendo teores consideráveis de alumínio, e outros elementos de liga como Mn e C, através da termodinâmica computacional e bancos de dados comerciais. Como verificação preliminar, foram avaliados, experimentalmente, alguns equilíbrios e medidas de frações de fases em um aço experimental e os resultados obtidos foram comparados com os valores calculados e informações da literatura. Os resultados indicam que, para uma ampla faixa de composições os bancos de dados comerciais disponíveis parecem adequados ao projeto destas ligas.

Oct 30, 2017

By Lucas Andery Reis

Em uma usina de processamento mineral podem existir dezenas de controladores que alteram automaticamente variáveis como taxa de minério, vazão de polpa, nível de caixa, quantidade de insumos, etc. Esses controladores existem para manter o processo em seu estado mais produtivo com o mínimo de ação humana. Para que este sistema de controladores funcione adequadamente, é preciso que estes sejam avaliados e sintonizados periodicamente. Devido à grande quantidade de controladores, diversos métodos de avaliação e inúmeras técnicas de sintonia, a tarefa pode se tornar extremamente complexa, confusa e longa. Por esta razão, nesse trabalho é proposta a aplicação da abordagem Seis Sigma DMAIC para gerenciar de forma eficiente e concisa as atividades de avaliação e sintonia de controladores industriais. A aplicação foi realizada na SAMARCO Mineração S.A. em Mariana/MG e os resultados comprovam a importância da abordagem proposta.

Oct 30, 2017

By Renan Celestino Silva Santos

O presente estudo trata da análise de falha de um cabo de aço utilizado em grua de construção civil. Para a análise da falha foram feitas metalografia, microdureza, análise dimensional e análise por microscopia eletrônica de varredura. Também foram feitos ensaios de tração, a fim de determinar a diminuição da resistência mecânica em decorrência de diminuição de área do cabo. A análise em campo detectou a presença de um dispositivo de acionamento do motor da grua que mantinha contato com o cabo e foi o responsável pela falha. Os resultados demonstraram que todos os fios estavam desgastados. Na maioria dos fios foi detectado aspecto de fratura plana frágil. A análise metalográfica e de microdureza não indicaram nenhum defeito metalúrgico nos cabos. Os resultados do ensaio de tração indicaram a diminuição significativa da resistência mecânica devido à redução de seção dos fios.

Aug 16, 2017

By Luan Bezerra Silva

O presente trabalho pretende estudar o comportamento mecânico do cobre eletrolítico C11000 e da liga de cobre cromo C18200. Esses dois materiais são objetos de estudos da equipe técnica que está desenvolvendo a câmara de combustão do motor foguete propelente líquido L75. Atualmente, não há disponível na literatura informações sobre o comportamento mecânico desses materiais em altas temperaturas. A fim de suprir essa necessidade, foram realizados ensaios de tração a quente, no intervalo de temperatura de 27 a 500°C. Adicionalmente, foram realizados ensaios de dureza Vickers e metalografia para avaliar a capacidade do material em resistir mecanicamente em altas temperaturas. Os resultados obtidos demostraram que o cobre eletrolítico sofre amolecimento a partir de 400ºC e que o cobre cromo, apesar de apresentar elevada resistência mecânica quando comparado com o cobre eletrolítico C11000, é um material frágil.

Aug 16, 2017

By Eduardo Amado Marconato

Na usina siderúrgica de Cubatão da Usiminas, o forno de reaquecimento de placas do LTQ2 utilizava como gás combustível a composição de gases de coqueria, alto forno e natural. A partir da interrupção da produção das áreas primárias (Redução e Aciaria) em Cubatão, o equipamento precisou ser adaptado para uso exclusivo do gás natural como gás combustível. Além das adequações feitas nos sistemas de controle de combustão foram adotadas ações para redução do consumo de combustível como desenvolvimento de novos procedimentos de acendimento do forno, reduzindo o número de queimadores ligados visando aproveitar melhor o calor gerado pela combustão do gás natural. O sistema de combustão foi reconfigurado, permitindo reduzir a temperatura da zona de pré-aquecimento e o tempo de permanência no forno, com isso a economia alcançada no consumo térmico superior a 7%.

Oct 30, 2017

By Douglas Glenn Stalheim

The demands for improved mechanical properties in hot rolled long products are increasing as the expectations of global Standards and construction designer’s increase. Cost constraints limit the excessive use of expensive alloys to meet these expectations. In addition, depending on the mill, equipment can limit what can be realized to meet the increasing expectations. The most effective way to meet the increasing expectations for improved mechanical properties of optimum strength and ductility is through producing steel with as fine as possible uniform cross sectional grain size in the “as-rolled” condition. The best solution to the development of this fine and uniform cross sectional grain size is to develop a cost effective alloy design coupled with proper metallurgical process control implemented into an existing mill’s equipment capability and layout. In other words, properly bringing together alloy, metallurgy, process control and existing equipment capabilities to develop an optimum product that can meet the increasing demands of the construction designer. This paper is designed to give a solid understanding of the production and metallurgical requirements to achieve a grain size in “as-rolled” long products that is as fine as possible within the limitations of the process and production parameters of the individual plant.

Jul 30, 2018

By Thiago Cesar de Souza Pinto

Os teores de umidade (U) presente no minério de ferro, após o processamento mineral, se torna uma dificuldade para seu transporte marítimo à medida que este teor ultrapassar os limites de TML (Transportable Limit Moisture). O presente trabalho teve por objetivo a identificação dos mecanismos de secagem em concentrados de minério de ferro tipo sínter feed em unidade experimental de secador de bandejas em escala de laboratório. São apresentados e discutidos resultados em que os mecanismos identificados se revelam como água livre superficial e capilaridade, para a faixa de umidade de interesse (13<U<6%). Uma regressão não linear foi realizada identificando o peso das variáveis em estudo, permitindo assim um modelamento dos resultados de redução de umidade. O modelo apresentou boa aderência aos resultados experimentais com desvios menores que 10% entre os dados previstos e observados.

Aug 16, 2017

By Nathanael Wagner Sales Morais

Os aços maraging tem grande importância tecnológica devido sua aplicação nas industrias aeroespacial e nuclear. Uma das aplicações para esse material é a fabricação de cilindros de alta resistência pelo processo de estampagem profunda, logo o conhecimento da textura cristalográfica torna-se fundamental. Este trabalho investigou o efeito da laminação à frio seguida por um recozimento sobre a microestrutura, textura e anisotropia plástica no aço maraging 350. A anisotropia foi medida pelo cálculo dos coeficientes de Lankford e dos coeficientes de anisotropia normal (Rm) e planar (?R). Os resultados mostraram o aumento na deformação a frio gera um aumento na intensidade da fibra acompanhada de um aumento no valor de Rm. As análises metalográficas mostram que maiores reduções induzem à um precipitação intermetálica após o recozimento.

Aug 8, 2018

By Verônica Scarpini Candido

Foi notado que o rejeito originado a partir do beneficiamento do caulim é rico em silico-aluminatos, apresentando assim potencial em processo de adsorção. O presente trabalho consiste em avaliar o potencial adsortivo do rejeito do caulim quimicamente tratado. Foi utilizado o corante de azul de metileno (AM) em solução aquosa para se ter o conhecimento de adsorção do rejeito de caulim in natura e calcinado a 700ºC onde ambos foram submetidos a uma ativação química com H2SO4. Após o equilíbrio da amostra do rejeito do caulim junto ao azul de metileno, suas concentrações foram determinadas por espectrofotometria. Os resultados preliminares comprovam que o rejeito apresenta uma boa capacidade adsortiva para concentração de até 50,00 mg/L de AM, demostrando, potencial para ser utilizado na remoção de corantes em tratamento de afluentes.

Oct 30, 2017

By Afonso Rangel Garcez de Azevedo

O polo produtor de cerâmica vermelha localizado no Norte Fluminense, mais precisamente no município de Campos dos Goytacazes é considerado um dos maiores do pais. O objetivo deste trabalho é analisar a influência da temperatura de queima em nas propriedades de retração linear, absorção de água e resistência mecânica em artefatos cerâmicos. Para isto foram confeccionados corpos de provas prismáticos pelo processo de extrusão, utilizado para produção dos blocos cerâmicos da região, e submetidos a temperaturas de queima de 700, 800 e 900 oC. Os resultados mostraram que com o aumento da temperatura de queima a resistência mecânica e absorção de água melhoram substancialmente melhorando a qualidade do produto final, enquanto a retração também aumenta mas está propriedade não é benéfica ao produto. Em baixas temperaturas (700 oC) o produto não apresentou características aceitáveis segundo a norma técnica brasileira.

Oct 30, 2017

By Masakazu Iida

In this article, technologies of unburned Al2O3-MgO (UAM) refractories are demonstrated in terms of microstructure evolution. During operation, Mg2+ diffuses from MgO to Al2O3 through the liquid phase to form spinel (MgAl2O4) network. Molten slag tends to penetrate along the voids in the spinel network structure and spinel dissolves in the penetrated slag. Therefore, maintaining a high degree of spinel saturation in the penetrated molten slag is important. In order to achieve the condition described above, suppression of overall mass transfer through penetrated slag is effective. This is achievable by evolution of complicated spinel network structure with small pore diameter, which increases the flow resistance of molten slag. Thus, optimization of refractory composition and fabricating conditions, with the aim of creating on improved spinel network, is essential. The effectiveness of spinel network improvement was validated by commercial applications. According to the investigation of UAM brick after use, further densification due to heating under restrained conditions was recognized. Hence, it was concluded that the evolution of the spinel network structure in UAM refractories is essential technology needed to improve durability.

Oct 30, 2017

By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

O sistema de detecção de rompimento de pele monitora a estabilidade da transferência de calor no molde. Quando é observado desvio de temperatura no molde, esse sistema aciona um alarme e reduz a velocidade de lingotamento para evitar um possível rompimento de pele. Durante a redução de velocidade, alguns aços podem sofrer alteração dimensional e agarramento de placa no veio, podendo ocasionar a interrupção da série. O aço ultrabaixo carbono com alto teor de silício e alumínio, aplicado a indústria elétrica, apresenta esse comportamento. Para melhorar a estabilidade de lingotamento reduziu-se 10% do teor de alumínio no aço. Em termos práticos, o que se observou foi a melhora na estabilidade operacional, pela redução de aproximadamente 83,7% dos alarmes falsos de rompimento de pele. A adequação do projeto de liga do aço não alterou as suas propriedades eletromagnéticas.

Jul 30, 2018

By Rafael Kogake

A termoelétrica de cogeração é responsável pela produção de 2 produtos, eles são vapor de processo e energia elétrica. O vapor de processo tem uma capacidade de produção de 90 t/h, atualmente tem uma produção em média de 65 t/h para fornecer aos consumidores da usina, a energia elétrica tem a capacidade de produzir 200 MWh, atualmente tem uma produção em média de 155 MWh, como o consumo interno do complexo siderúrgico é de 138 MWh médios, a energia elétrica excedente cerca de 17 MWh médios é fornecida para o sistema elétrica nacional, gerando uma receita para empresa com a venda de energia elétrica. A termoelétrica teve um papel importante para o início das operações do complexo siderúrgico pois para as áreas começarem a produzir era necessário o fornecimento de vapor de processo e energia elétrica.

Oct 30, 2017

By Bi Zongyue, ZhangYongqing, NiuTao, Guo Aimin

Over the past twenty years, significant advances have been made in the field of microalloying steels and associated applications, among which one of the most successful application cases is development and application of heavy-gauge X80 coil with high temperature processing HTP practice used for China's Second West-East pipeline, the longest X80 pipe in the world. During this process, HTP design concept has been sucessfully applied to develop 18.4mm X80 coil with demanding low-temperature fracture toughness requirements. In the meanwhile, China's metallurgical workers have further optimized HTP design concept with the aid of powerful rolling mill and coiling equipment, and made it possible to develop 21.4mm X80 coil used for Russia-China East line. In the paper, we would simply review the development history of high-strength pipeline steels, and then give more priority to the fundamental points for sucessful development of 18.4mm X80 coil and SSAW pipe, which paved the way for subsequent development of 21.4mm X80 coil and SSAW pipe. Finally, we would present the test results of mass production and burst tests, and dispel the suspicion that SSAW pipes made of X80 coil are more qualified to resist ductile fracture.

Oct 1, 2019

By J. Bas A. F. Smeulders

Traditional laboratory lubrication tests, including those for cold rolling lubricants often involve measurement of neat oils. To achieve increased levels of test severity, such tests are often carried out at high temperatures and prolonged durations. However, we found that the levels of lubricant degradation and wear in these tests can be much higher than in the field. Moreover, steel rolling is not done with neat oils, but with emulsions, where the presence of water influences film formation, surface chemistry and oil composition in the roll bite. To better approach the situation in the field, and thus to be able to develop rolling oils with improved lubrication performance, several lubrication tests were developed for emulsions: direct measurement of film formation and measurement of Stribeck curves, in which the emulsions can be assessed in terms of their boundary lubrication and elastohydrodynamic behaviour. The key innovation is that also another test method was developed, which focuses on boundary lubrication and wear, and the role of extreme pressure and anti-wear additives. Realistic levels of test severity are achieved in the tribometer by mimicking frictional power intensities and flash temperatures for typical cold rolling or tinplate mills. Test conditions can be adapted according to the mill stand or pass number and other cold rolling process parameters. The emulsions are kept at normal operational temperature. Clear differences could be observed between emulsions of various concentration and composition. The viability of the method is illustrated by a number of field cases, in which a good correlation is demonstrated between the laboratory tests and the performance in a pilot or production mill.

Jul 30, 2018

By Hormando Leocadio, CWM van der Geld, Julio Cesar Passos

Impinging water jets promote high heat flux extraction rate. Steel industry widely employs the process for accurate temperature control to improve the microstructure and to ensure adequate mechanical properties. The range of surface temperatures, heat fluxes and cooling rates are very large, which makes it important to obtain an accurate value of the heat transfer coefficient. This paper presents an experimental and numerical study of the heat transfer behavior of a high temperature (450°C - 900°C) steel plate cooled by a water jet at 20°C to 70°C. High-speed imaging (up to 20,000 fps) within water jet impingement zone allowed the characterization of the boiling regimes in the early stages of cooling. The effects of initial temperature, water jet temperature and velocity on the heat transfer coefficient were analyzed by inverse heat conduction method that predicts the heat flux and temperature on the top surface from temperatures measured with thermocouples inserted in test plate. Heat transfer is strongly affected by the initial temperature of the hot steel, water jet temperature and, less intensely, by jet velocity. High cooling rates start when liquid water is in direct contact with surface temperatures above 700°C.The results will contribute to the enhancement of the temperature cooling control on the runout table and cooling model employed at Usiminas Hot Strip Mill.

Oct 1, 2019

By Marco Antonio Meggiolaro

Most cyclic plasticity models used in multiaxial fatigue life predictions are based on a concept of a yield surface, which divides the elastic and plastic domains. Plastic straining occurs when the stress state reaches the surface and tries to move outward. Subsequent plastic straining causes the stress state to remain on the yield surface, which will translate to prevent the stress point from moving outside it according to a kinematic hardening rule that models the Bauschinger effect. The accurate modeling of the yield surface shape is fundamental to predict stress-strain relations. In this work, the main yield surface equations for isotropic materials are compared. Even though most materials can be modeled using Mises and Tresca surfaces, other need to consider the effect on the yield strength of the hydrostatic stress or the normal stress acting on a critical plane. It is shown that pressure-sensitive models originally devised for concrete can be applied to predict yielding in some materials, and even fatigue life for metallic structures with short cracks.

Aug 8, 2018

By Marjorie Benegra

This study aims to compare the wear resistance assessed in rubber wheel abrasion test of nickel aluminide coatings deposited by for Plasma Transferred Arc (PTA) and High Velocity Oxigen Fuel (HVOF) manufacturing, using the same raw material. A nickel aluminide powder was atomized and deposited on 316L steel plate substrate. After deposition, some specimens were submitted to a heat treating (1200 °C for 24 h followed by 760°C for 24 h). The coatings deposited using PTA developed different microstructures due to the incorporation of substrate elements, its performance was better than the HVOF coatings, although their Vickers hardness was similar. After heat treating, a significant variation in hardness and wear resistance was observed. For PTA specimens, there were decrease in hardness of 35%, while for HVOF ones this drop was approximately 20%. Nonetheless, the effect of thermal exposure in wear resistance was quite different: an increase of 21% was observed for HVOF coatings, while a reduction of 20% occurred in PTA ones. Microstructures modifications in PTA coatings were significant for their wear resistance. On the other hand, the reduction of porosity and sintering were responsible for a better performance of heat-treated HVOF coatings.

Jul 31, 2018

By Dagoberto Brandão Santos, Kairo de Barros Guimarães, Túlio Magno Füzessy de Melo

The effect of the cooling conditions on the microstructure and hardness of a Dual Phase hot-rolled steel 800 MPa strength was investigated. Simulations of the cooling conditions using a dilatometer were carried out from samples of a hot rolled coil with variations of the intermediary temperature from 620 to 740°C, isothermal holding time between 1 and 10 s and coiling temperature between 50 and 400°C. In addition, two CCT (Continuous Cooling Transformation) diagrams were developed to evaluate the effect of the isothermal holding time on the phase transformations of the remaining austenite. It was observed that the intermediary temperature has a strong influence on the kinetics of the phase transformation, as well as the isothermal holding time influences the amount of ferrite formed and, consequently, the final microstructure and hardness of the material. The coiling temperature did not cause significant changes in the amount and morphology of the ferrite, but a gradual replacement of martensite with bainite was observed, which, in addition to the self-tempering effect, contributed to the hardness reduction.

Oct 1, 2019

By Daniel Wild, Tobias Scheffer, Marvin Laugwitz, Martin Jochum

Leveling is a standard process in the rolling mill to eliminate flatness deviations. The process layout is based on models and the leveling result depends on the accuracy of the material parameters in these models. Even small deviations from the correct assumptions can have a major effect on the final flatness. Thus, after leveling the products may look optically flat, but subsequent to a final cutting process springback occurs due to residual stresses. The objective of this work is to analyze the influence of material parameters and gravity on the flatness after leveling. To evaluate the sensitivity of the process, an FE parameter study is exerted that reveals the influence of fluctuations in material properties in the case that the leveling setup is fixed. Gravity is neglected to not conceal flatness deviations. Examples of this study are rerun in a further step under consideration of gravity to also analyze its influence on the resulting flatness and residual stresses. Finally, to analyze the consequence of the residual stresses, all information of the plate from the previous step are transferred while gravity is suppressed to prompt springback. This study revealed that slight deviations of the material properties can lead to uneven plates in simulations where gravity is not considered. If gravity is taken into account, the unevenness is concealed and the plate seems flat. A springback simulation of the same plate shows that strong residual stresses are still present and would lead to unevenness if e.g. the plate were cut.

Oct 1, 2019